Khối lượng riêng là gì? Đơn vị đo và Công thức tính khối lượng riêng
Khối lượng riêng là đại lượng được sử dụng phổ biến trong Hóa học và Vật Lý. Vậy khối lượng riêng là gì? Công thức tính như thế nào? Tham khảo bài viết dưới đây để giải đáp những câu hỏi thắc mắc trên nhé!
Tóm tắt
- Khối lượng riêng là gì?
- Đơn vị đo khối lượng riêng
- Công thức tính khối lượng riêng
- Cách tính khối lượng riêng trung bình
- Bảng khối lượng riêng của một số chất
- Cách xác định khối lượng riêng của một chất
- Điểm khác biệt giữa trọng lượng riêng và khối lượng riêng là gì?
- Bài tập ứng dụng về khối lượng riêng, trọng lượng riêng
Khối lượng riêng là gì?
Khối lượng riêng (còn gọi là mật độ khối lượng) là thuật ngữ được dùng để chỉ đặc tính về mật độ khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật thể/ vật chất đó. Hay nói cách khác, khối lượng riêng của một chất chính là khối lượng của một mét khối chất đó.
Khối lượng riêng được viết trong tiếng anh là Density.
Ký hiệu khối lượng riêng là D.
Khi biết khối lượng riêng của vật, ta có thể biết được vật đó cấu tạo từ chất gì, có nguyên chất hay không bằng cách đối chiếu với bảng khối lượng riêng của các chất đã được tính toán sẵn.
Đơn vị đo khối lượng riêng
Trong hệ đo lường quốc tế SI, đơn vị của khối lượng riêng là kilogram trên mét khối, được ký hiệu là kg/m3. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chúng ta cũng sẽ gặp một số đơn vị khác, điển hình như gam trên centimet khối (g/cm3).
Trong quá trình tính toán, nếu các đơn vị đo khối lượng riêng không đồng nhất thì bạn cần phải đổi cho chúng về cùng một đơn vị trước khi tính toán hoặc thực hiện phép so sánh.
Công thức tính khối lượng riêng
Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khối lượng của vật làm bằng chất đó chia cho thể tích của vật. Hay có thể nói, khối lượng riêng của chất là đại lượng được đo bằng thương số giữa khối lượng của vật được làm bằng chất đó và thể tích của vật.
Công thức:
D = m/ V
Trong đó:
- D: Khối lượng lượng riêng của vật (kg/m3)
- m: Khối lượng của m (kg).
- V: Thể tích (m3)
Khối lượng riêng tại một vị trí cụ thể trong vật được xác định bằng một thể tích cực kỳ nhỏ tại vị trí đó chia cho thể tích vô cùng nhỏ ấy. Nếu chất đó đồng chất thì khối lượng riêng tại mọi vị trí trên vật là như nhau và có giá trị bằng với khối lượng riêng trung bình.
Cách tính khối lượng riêng trung bình
Khối lượng riêng trung bình của một vật được xác định bằng khối lượng của vật chia cho thể tích của nó. Công thức:
ρ = m/V
Trong đó:
- ρ (đọc là “rô”): Khối lượng riêng trung bình của vật (kg/m3)
- m: Khối lượng của m (kg).
- V: Thể tích (m3)
Bảng khối lượng riêng của một số chất
Khối lượng riêng của nước, đồng, gỗ, không khí, thủy ngân, nước đá, thủy tinh,… là bao nhiêu? Xin mời các bạn cùng tham khảo bảng khối lượng riêng của một số chất đã được chúng tôi tính toán sẵn dưới đây:
| Chất rắn | Khối lượng riêng (kg/m3) |
| Gỗ tốt | (Khoảng) 800 |
| Đồng | 8940 |
| Thủy tinh | 2500 |
| Kali | 860 |
| Natri | 970 |
| Gạo | (Khoảng 1200) |
| Sứ | 2300 |
| Silicon | 2330 |
| Xi măng | 2400 |
| Đá | (Khoảng) 2600 |
| Nhôm | 2700 |
| Kim cương | 2500 |
| Titan | 4540 |
| Kẽm | 7000 |
| Thiếc | 7310 |
| Sắt | 7800 |
| Bạc | 10500 |
| Chì | 11300 |
| Vàng | 19320 |
| Chất lỏng | Khối lượng riêng (kg/m3) |
| Nước | 1000 |
| Thủy ngân | 13600 |
| Xăng | 700 |
| Dầu hỏa | (Khoảng) 800 |
| Dầu ăn | (khoảng) 800 |
| Rượu, cồn | (khoảng 790) |
Lưu ý: Đối với một số chất như nước, không khí, gỗ,… Tùy theo các yếu tố cần như nhiệt độ, điều kiện áp suất, chất lượng,… mà chúng có khối lượng riêng khác nhau.
Ví dụ: Bảng khối lượng riêng của nước theo nhiệt độ:
| Nhiệt độ | Khối lượng riêng (kg/m3) | |
| °C | °F | kg/m² |
| 0 | 32 | 999.8425 |
| 4 | 39.2 | 999.9750 |
| 10 | 50 | 999.7026 |
| 15 | 59 | 999.1026 |
| 17 | 62.6 | 998.7779 |
| 20 | 68 | 998.2071 |
| 25 | 77 | 997.0479 |
| 37 | 98.6 | 993.3316 |
| 100 | 212 | 958.3665 |
Hay khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ 00C =1,29 (kg/m3) nhưng ở nhiệt độ 1000Clại có giá trị bằng 1,85 (kg/m3).
Hay khối lượng riêng của gỗ được xác định theo từng loại gỗ như sau:
| Tên vật liệu | Khối lượng riêng (kg/m3) |
| Loại gỗ xẻ nhóm II, III (gỗ thành phần) | 1000 |
| Loại gỗ xẻ nhóm IV (gỗ thành phần) | 910 |
| Loại gỗ xẻ nhóm V (gỗ thành phần) | 770 |
| Loại gỗ xẻ nhóm VI (gỗ thành phần) | 710 |
| Loại gỗ xẻ nhóm VII (gỗ thành phần) | 670 |
| Loại gỗ xẻ nhóm VIII (gỗ thành phần) | 550 |
| Loại gỗ dán | 600 |
| Loại gỗ sến xẻ khô | 690 – 1030 |
| Loại gỗ sến mới xẻ | 770 – 1280 |
| Loại gỗ thông xẻ khô | 480 |
Cách xác định khối lượng riêng của một chất
Người ta thường sử dụng tỷ trọng kế để xác định khối lượng riêng của một chất.
Vậy tỷ trọng kế là gì? Đó là một dụng cụ thí nghiệm được làm từ thủy tinh, có dạng hình trụ với một đầu được gắn quả bóng. Để tỷ trọng kế đứng thẳng được, người ta thường bỏ thêm kim loại nặng hoặc thủy ngân vào bên trong.
Thông thường, thiết bị này chỉ có thể đo được chất làm mát, các chất chống đông cho Ethylene Glycol. Với Propylene Glycol có nồng độ trên 70% thì không thể sử dụng tỷ trọng kế để đo được.
Tỷ trọng kế có nhiệt độ chuẩn là 200C.
Điểm khác biệt giữa trọng lượng riêng và khối lượng riêng là gì?
- Trọng lượng riêng và khối lượng riêng là hai đại lượng khác nhau hoàn toàn. Trong đó, trọng lượng riêng của một chất được hiểu là trọng lượng của một mét khối chất đó.
- Trọng lượng riêng được ký hiệu là chữ d, có đơn vị đo là N/m3.
- Trọng lượng riêng được xác định theo công thức:
d = P/ V
Trong đó:
- d: Trọng lượng riêng (N/m3)
- P: Trọng lượng của vật (N)
- V: Thể tích của vật (m3)
- Mối liên hệ giữa khối lượng riêng và trọng lượng riêng như sau: d = 10D.
- Dụng cụ để đo trọng lượng của một vật là lực kế.
Bài tập ứng dụng về khối lượng riêng, trọng lượng riêng
Bài số 1: Một hộp bánh có khối lượng là 0,5kg và thể tính 300 cm3. Hãy xác định khối lượng riêng của hộp bánh đó?
Lời giải:
Ta có: m = 0,5kg, V = 300 cm3= 0,0003 m3
Khối lượng riêng hộp bánh là:
D = m/V = 0,5/ 0,0003 = 1666,67 kg/m3
Bài số 2: Biết 20 lít cát có khối lượng là 30kg. Hãy tính:
- Thể tích của 1 tấn cát?
- Tính trọng lượng của đống cát có thể tích 5m3?
Lời giải:
Ta có: V = 20 lít = 0,02 m3
m1 = 30kg, m2= 1 tấn = 1000 kg.
a. Khối lượng riêng của cát là: D = m1/V = 30/0,02 = 1500 kg/m3
Thể tích của 1 tấn cát là: V = m/D = 1000/1500 = 0,667 (m3)
b. Trọng lượng của đống cát có thể tích 5m3 là:
P = d. V = = 10.D.V = 10 * 1500 * 5 = 75000 N.
Mong rằng qua bài viết trên sẽ giúp bạn đọc nắm vững kiến thức về khối lượng riêng. Nếu bạn có thắc mắc gì liên quan đến khối lượng riêng thì hãy để lại bình luận bên dưới để được giải đáp sớm nhất nhé!